數字視頻監控的現實與展望

□文/修樹斌

數字視頻監控的現實與展望

□文/修樹斌

項目概況

申蘇浙皖高速公路浙江段是上海至重慶高速公路的組成部分，起于浙蘇兩省交界處，沿途經過南潯、織里、湖州、長興西、林城、泗安，止于浙皖交界處的界牌。路段分兩期實施，全長約88.2公里，于2004年6月正式施工，2010年10月一期與二期工程同步建成通車。

全路段設計時速120 公里/小時，在湖州設置監控通信收費分中心，設浙蘇和浙皖2處省界主線收費站，設南潯、織里、湖州、長興西、林城、泗安6 處匝道收費站，共8 處收費站。

路段上視頻監控系統進行如下改造：

高流量和特殊路段實現全程視頻監控:平均日主線流量高的路段或特殊路段，至少每2Km 設置一個攝像機，實現全程視頻監控和監控點密集覆蓋。

增加對高清視頻的支持：在收費廣場、互通立交、隧道口、擁堵易發點、事故易發點等特殊監控點，更新改造的視頻監控系統需支持在這些點接入高清攝像機，以滿足高畫質、寬視場、長縱深的視頻監控要求。

路段在湖州設一個無人值守分中心，在練市設區域監控中心。區域監控中心可以通過客戶端和電視墻實現視頻監控。

視頻監控的現實

視頻監控系統的主要用戶界面為業務管理客戶端，這個客戶端與以往的有所不同，可以連接4臺監視器，實現“一機多屏”的觀看模式，4臺監視器分別對應電子地圖、主屏、電視墻和報警聯動視頻。主屏顯示客戶端的主工作界面，幾乎所有的操作控制都在這個界面里進行。電子地圖則以具體的方位來形象地列出相應資源，方便調用。電視墻監視器其實類似以前的主監，當切換電視墻上的視頻時，相應的視頻也會在這臺主監上顯示出來。報警聯動視頻則是當發生報警時，設置的聯動視頻會自動在這個監視器上顯示出來。

通過鼠標雙擊打開業務控制客戶端軟件時，首先進入的是登錄界面。這個界面除通常要求的用戶名、密碼和缺省或已配置好的服務器地址外，最主要的是可根據用戶的要求，配置背景圖，形成獨特的項目帶入感。

登錄進入客戶端后，可在界面上部看到兩層功能。上面一層包括資源、用戶、設備和關于，下面一層包括實時顯示、歷史回放、電視墻控制、告警管理、電子地圖和視頻檢測。

界面的左側是資源列表，就是列出所有的視頻資源。與眾不同的是，這里的資源列表包含兩棵資源樹：我的資源樹和默認資源樹。默認資源樹是所有用戶共享的資源樹，按缺省的方式組織所有視頻信號。我的資源樹則由用戶自己定義，可根據用戶實際應用需要，重新組織資源樹，從而極大地方便使用。

無論哪棵資源樹，都能通過圖標方式明確表示出視頻信號是高清還是標清，可控還是不可控，當前是在線還是離線等。

下面對幾個主要功能的應用情況進行簡單描述：

實時顯示

進入實時顯示界面就可以從資源列表中選擇相應的視頻信號顯示。一般的視頻監控系統都有單切、組切和輪切幾種視頻切換功能，本系統也不例外，且支持最多100組組切，每組包含最多100個視頻信號。本系統也支持不同數量的視頻同時顯示，如4、9、16和25畫面等顯示方案，且支持以方案為單位的切換。實際操作時，如果以16畫面顯示，即同時調看16路實時視頻信號，切換顯示完全不同的另外16路視頻的顯示方案可在1秒內完成。

在調看實時視頻時，可以且只能打開一路視頻的聲音，對可控前端進行實時控制。除通常的PTZ控制外，還支持雨刷、加熱和照明等控制，還支持最多10個預置位的設置和調用。對于雨刷控制，還特別支持多前端聯動控制方式，方便對前端進行清潔維護。

實時顯示還有一個特別功能，就是可以對剛觀察到的異常情況，可立即進行回看，而無需調度錄像進行回放的操作，這特別方便現場及時對異常情況進行確認。

歷史回放

歷史回放主要包含兩個部分：錄像的檢索和錄像的回放。

錄像檢索可以查找出指定視頻信號在特定時間內的錄像，且以標尺的形式呈現。與以往不同，檢索的結果不再是一個個錄像文件，而是錄像在時間上的分布情況。

在進行錄像播放時，只需要將時間標尺上的錄像區域拖到播放指針處，就可從指針位置開始播放。為了精確定位錄像的播放或下載位置，可以將時間標尺展開，方便調節時間顯示的精度，精度最高時可以通過鼠標拖放達到秒級。

電視墻控制

電視墻控制是監控中心重要的控制功能，其具體的操作功能與客戶端的實時顯示類似。

電視墻控制的特別之處是視頻不在客戶端顯示，但客戶端上可配置與電視墻完全一致的控制模板，甚至包括電視墻的背景。電視墻的控制通過將視頻信號拖放到控制模板對應的監視器上實現。

為了方便不同場景的應用，電視墻控制支持一次完成整個電視墻的切換，并稱之為預案切換，類似實時顯示中的預案切換。不同的是，電視墻的預案可以改變電視墻上拼接屏的顯示方式，也即業務控制客戶端同時也能對拼接屏進行控制。

告警管理

告警管理除有通常告警相關的基本信息，和確認、清除等處警操作外，還支持與視頻信號的聯動，即當發生一個具體的告警時，會自動調出與之相關的實時視頻信號，顯示在指定的監視器上，方便直觀了解告警的具體情況。當沒有指定的監視器時，還可彈出告警實時彈窗，該彈窗就是一個處警工作臺，能完成所有處警操作，同時也能顯示和控制與該告警聯動的視頻信號。

電子地圖

打開電子地圖，本路段全貌呈現出來，同時能看到視頻監控的前端布設點位及告警配置信息等。通過視頻信號名稱或地理位置可以查找到相應的視頻信號，可以在電子地圖上進行告警處理等。

視頻檢測

本系統的視頻檢測實際是對視頻信號的質量進行診斷，自動發現視頻信號存在的問題，發出告警，以使系統得到及時的維護，確保視頻信號良好。

系統還可對診斷結果進行統計分析，根據出現異常情況的規律，對視頻質量做出適當的預測，可據此對系統進行提前檢查和處理，確保系統正常運行。

視頻監控系統的展望

從前面的操作體驗中可以看出，本系統已具備視頻監控系統的基本功能，同時還提供了一些方便實用的新功能，完全滿足高速公路視頻監控和收費稽查的要求。然而，隨著技術的不斷進步，視頻監控系統也應該向行業化、智能化進一步發展。未來的視頻監控系統應該在以下幾方面進行創新改進：

系統應更具有行業特點。

高速公路視頻監控的主要場合不外乎外場道路沿線、隧道和收費站，近期逐漸將服務區也納入監控范圍，治超點等特殊場合也有可能進入監控范圍內。高速公路的每個監控場合各有其不同特點，有不同的運營要求，因此對視頻監控的要求也各不相同。理解了這些行業要求，就有可能提供更方便的操作模式，更直觀全面的監視效果。

系統應更具智能化

目前高速公路行業也在深受“互聯網+”的影響，各種先進技術和創新理念紛紛涌入，云計算、大數據等技術已為大家熟知。因此，視頻監控系統應充分利用云平臺靈活的資源配置來利用好既有的資源，并提高系統的可擴展性。另外，云平臺也為大數據分析提供了海量資源的準備。部分攝像機已具有一定的數據分析能力，如進行車牌識別等，但攝像機的主要計算資源都集中于視頻的壓縮編碼和視頻信息的網絡傳輸等，特別將來采用H.265壓縮算法，其運算量是當前H.264算法的3倍左右，要真正做好視頻的壓縮編碼和網絡傳輸，就不可能有太多的資源用于視頻信號的分析處理了。從廣電的視頻質量可以看到攝像機的視頻壓縮處理還有很大的提升空間，而從每臺IPC都只能支持3個左右的碼流并發輸出可以看出網絡接口沒有得到充分利用。此外，在攝像機前端實現數據分析僅僅只孤立的利用了一臺攝像機采集到的數據，無法利用全系統內不同設備采集到的數據進行綜合分析。由此可以看出，后臺進行視頻的集中分析處理會成為一種必然的選擇，這種方式一方面增加了分析處理的靈活性，即要對哪些視頻信號進行分析，針對哪些事件或屬性進行分析等，另一方面可通過簡單的后臺升級來采用更先進的大數據分析方法，提高分析的效率和準確率。

系統應更便于運維

視頻監控系統的數字化、網絡化，讓原來的矩陣+鍵盤的簡單系統變成了由前端攝像機+IP網絡+后端存儲和軟件管理平臺等構成的復雜系統，通過軟件的整合，屏蔽了大量的硬件信息，從而提供了一個友好的業務管理界面，也就是更便于應用。然而，這樣的復雜系統對系統的運維提出了很高的要求，原來的系統管理員很難對系統進行有效的管理和維護，很多時候都得由廠家來主導，可見提高系統的運維管理特性的重要性。

結束語

通過對申蘇浙皖高速公路上視頻監控系統的實際操作體驗，感受到了技術進步，視頻監控系統的人機界面已遠較以前的鍵盤友好，且能提供更豐富的功能和更全面的信息呈現。但系統變得更復雜，提供的大多是通用的功能，尚未廣泛采用當前最新的技術，說明視頻監控系統仍有廣闊的提升發展空間。

作者單位：浙江省交通投資集團有限公司申嘉湖杭分公司